液体噴射へッド、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置
【課題】接着力を向上すると共に、液体の侵入による破壊や接着剤が異物となるのを抑制できる液体噴射へッド、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】シリコン酸化膜５０側に圧電素子３００が形成された第１の基板と、一方面にシリコン酸化膜３２が形成された第２の基板３０と、を有し、第１の基板と前記第２の基板３０とが、それぞれシリコン酸化膜５０、３２側が互いに接着剤３５を介して接合された接合領域Ｓを有し、接合領域Ｓには、シリコン酸化膜５０、３２同士が互いに接着剤３５を介して接合された第１接合領域Ｓ１と、第１の基板１０のシリコン酸化膜５０側に設けられて、圧電素子３００及び圧電素子３００に接続された配線と同じ層構造であって、少なくとも圧電素子３００及び配線とは電気的に接続されていない積層体４００が設けられた第２接合領域Ｓ２と、を具備する。
【解決手段】シリコン酸化膜５０側に圧電素子３００が形成された第１の基板と、一方面にシリコン酸化膜３２が形成された第２の基板３０と、を有し、第１の基板と前記第２の基板３０とが、それぞれシリコン酸化膜５０、３２側が互いに接着剤３５を介して接合された接合領域Ｓを有し、接合領域Ｓには、シリコン酸化膜５０、３２同士が互いに接着剤３５を介して接合された第１接合領域Ｓ１と、第１の基板１０のシリコン酸化膜５０側に設けられて、圧電素子３００及び圧電素子３００に接続された配線と同じ層構造であって、少なくとも圧電素子３００及び配線とは電気的に接続されていない積層体４００が設けられた第２接合領域Ｓ２と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射へッド、液体噴射ヘッドユニット及
び液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連
通する圧力発生室とこの圧力発生室の長手方向一端部側に圧力発生室の短手方向に亘って
設けられて各圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、この流路形成
基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接着剤を介し
て接合されて、連通部と共にリザーバーの一部を構成するリザーバー部を有するリザーバ
ー形成基板（保護基板）とを具備するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１９２４３号公報（第３〜５図、第６〜８頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、流路形成基板と保護基板とを接着する際の押圧力によって、接着剤が薄
くなり、接合領域の接着剤不足から接着強度が低下すると共に、接合領域の接着剤不足か
ら接合領域を介してインクが侵入し、圧電素子等の圧力発生手段が破壊されてしまうとい
う問題がある。
【０００５】
また、接合領域から押圧力によってはみ出した接着剤が圧電素子等の圧力発生手段に付
着して、圧力発生手段の変形を阻害する要因となると共に、はみ出した接着剤が異物とな
ってノズル開口の目詰まり等の不具合が発生してしまうという問題がある。
【０００６】
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体
を噴射する液体噴射へッドにおいても同様に存在する。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、接着力を向上すると共に、液体の侵入による破壊や接
着剤が異物となるのを抑制することができる液体噴射へッド、液体噴射ヘッドユニット及
び液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する第１の流路
が形成された基板の一方面にシリコン酸化膜を形成し、当該シリコン酸化膜側に圧電素子
が形成された第１の基板と、前記第１の流路に連通する第２の流路を有すると共に、一方
面にシリコン酸化膜が形成された第２の基板と、を有し、前記第１の基板と前記第２の基
板とが、それぞれ前記シリコン酸化膜側が互いに接着剤を介して接合された接合領域を有
し、前記接合領域には、前記シリコン酸化膜同士が互いに接着剤を介して接合された第１
接合領域と、前記第１の基板の前記シリコン酸化膜側に設けられて、前記圧電素子及び当
該圧電素子に接続された配線と同じ層構造であって、少なくとも前記圧電素子及び前記配
線とは電気的に接続されていない積層体が設けられた第２接合領域と、を具備することを
特徴とする液体噴射へッドにある。
かかる態様では、積層体を設けることによって、第２接合領域の接着剤の厚さを確保す
ることができ、接合強度を向上すると共に、接合領域を介した液体の侵入を抑制すること
ができる。
【０００９】
ここで、前記積層体は、側面が前記配線と同じ層構造で覆われていることが好ましい。
これによれば、積層体の側面を配線と同じ層構造で覆うことで、接着剤と基板との界面に
配線が設けられることとなり、配線によって液体の侵入を抑制して、積層体の層間剥離を
抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射へッドを２以上有することを特徴とす
る液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる態様では、耐久性及び信頼性を向上した液体噴射ヘッドユニットを実現できる。
【００１１】
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射へッドを具備することを特徴とする
液体噴射装置にある。
かかる態様では、耐久性及び信頼性を向上した液体噴射装置を実現できる。
【００１２】
ここで、前記液体噴射へッドを２以上有することが好ましい。これによれば、異なる液
体を噴射する液体噴射装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部拡大断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図８】一実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例を示す分解斜視図であり、図
２は、図１の平面図及び断面図である。図示するように、本実施形態の第１の基板である
流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により
形成した二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、
第１の流路である圧力発生室１２がその幅方向に複数並設されている。また、流路形成基
板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には、インク供給路１４と連通路１３とが
隔壁によって区画されている。
【００１５】
このような流路形成基板１０は、シリコンウェハーである流路形成基板用ウェハーに複
数個が一体的に形成され、詳しくは後述するが、この流路形成基板用ウェハーに圧力発生
室１２等を形成した後、この流路形成基板用ウェハーを分割することによって形成される
。
【００１６】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反
対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱
溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、ガラスセラミッ
クス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
【００１７】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように弾性膜５
０が形成され、この弾性膜５０上には、例えば、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５
が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、第１電極６０と圧電体層７０と第
２電極８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。
なお、本実施形態では、シリコン酸化膜である弾性膜５０上に絶縁体膜５５を介して圧電
素子３００が形成されているが、シリコン酸化膜側に圧電素子３００が形成されていると
は、シリコン酸化膜の直上に圧電素子が形成されたものも、また、シリコン酸化膜上に他
の膜（本実施形態では絶縁体膜５５）が形成され、他の膜上に圧電素子３００が形成され
たものも含むものである。ここで、圧電素子３００は、第１電極６０、圧電体層７０及び
第２電極８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通
電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成す
る。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成さ
れ、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部３２０という。本
実施形態では、第１電極６０は圧電素子３００の共通電極とし、第２電極８０を圧電素子
３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。
何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部３２０が形成されていることにな
る。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振
動板とを合わせて圧電アクチュエーターと称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、
絶縁体膜５５及び第１電極６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるもので
はなく、例えば、弾性膜５０及び 絶縁体膜５５を設けずに、第１電極６０のみが振動板
として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねる
ようにしてもよい。
【００１８】
また、圧電素子３００は、耐湿性を有する絶縁材料からなる保護膜２００によって覆わ
れている。本実施形態では、保護膜２００を圧電体層７０の側面と第２電極８０の側面及
び上面の周縁部を覆い、且つ複数の圧電素子３００に亘って連続して設けるようにした。
すなわち、第２電極８０の上面の略中心領域である主要部は、保護膜２００が設けられて
おらず、第２電極８０の上面の主要部を開口する開口部２０１が設けられている。
【００１９】
開口部２０１は、保護膜２００を厚さ方向に貫通して圧電素子３００の長手方向に沿っ
て矩形状に開口するものであり、例えば、流路形成基板１０上の全面に亘って保護膜２０
０を形成した後、選択的にパターニングすることで形成することができる。
【００２０】
このように圧電素子３００を保護膜２００で覆うことにより、大気中の水分等に起因す
る圧電素子３００の破壊を防止することができる。ここで、このような保護膜２００の材
料としては、耐湿性を有する材料であればよいが、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、
酸化タンタル（ＴａＯｘ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）等の無機絶縁材料、または、
ポリイミド（ＰＩ）等の有機絶縁材料を用いることができる。
【００２１】
また、保護膜２００に開口部２０１を設けることにより、保護膜２００が圧電素子３０
０の変位を阻害することなく、インク吐出特性を良好に保持することができる。
【００２２】
なお、保護膜２００は、圧電素子３００の少なくとも圧電体層７０の表面を覆うように
設ければよく、各圧電素子３００毎に保護膜を設け、複数の圧電素子３００に亘って不連
続となるようにしてもよい。
【００２３】
この保護膜２００上には、リード電極９０が設けられている。リード電極９０は、本実
施形態では、例えば、保護膜２００上に設けられたニッケル−クロムからなる密着層９１
と、密着層９１上に設けられて金（Ａｕ）等からなる導電層９２とを有する。このような
リード電極９０は、保護膜２００に設けられた連通孔２０２を介して一端部が第２電極８
０に接続されると共に、他端部が流路形成基板１０のインク供給路１４とは反対側まで延
設され、延設された先端部が、後述する圧電素子３００を駆動する駆動回路１２０と接続
配線１２１を介して接続されている。
【００２４】
また、流路形成基板１０上の圧電素子３００側の面には、圧電素子３００に相対向する
領域に、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３１が設
けられた第２の基板である保護基板３０が接着剤３５を介して接着されている。なお、圧
電素子保持部３１は、圧電素子３００の運動を損害しない程度の空間を有していればよく
、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。
【００２５】
また、保護基板３０の圧電素子保持部３１は、リード電極９０の端部を露出する大きさ
で設けられており、保護基板３０から露出されたリード電極９０の端部が配線１２１を介
して駆動回路１２０と接続される。なお、保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス
、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同
一の材料で形成されていることがより好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同
一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００２６】
また、保護基板３０の表面には、シリコン単結晶基板を熱酸化することにより形成され
た二酸化シリコンからなる保護基板用保護膜３２が設けられている。この保護基板用保護
膜３２は、保護基板３０に圧電素子保持部３１を異方性エッチングで形成する際のマスク
としても使用することができる。
【００２７】
このような保護基板３０は、流路形成基板１０の圧電素子３００側の面に接着剤３５を
介して接合されている。
【００２８】
ここで、図３に示すように、保護基板３０と流路形成基板１０との接合領域の内、後述
するインク流路が設けられた連通路１３側の接合領域Ｓには、流路形成基板１０上に設け
られて圧電素子３００及び圧電素子３００に接続された配線（本実施形態ではリード電極
９０）と同じ層構造を有するが圧電素子３００とは電気的に接続されていない積層体４０
０が設けられた第１接合領域Ｓ１と、二酸化シリコンからなる弾性膜５０と、保護基板用
保護膜３２とが接着剤３５によって直接接着された第２接合領域Ｓ２とを有する。
【００２９】
すなわち、流路形成基板１０上の接合領域Ｓ１には、第１電極６０と同一層からなるが
、第１電極６０と不連続な第１電極積層部６１と、圧電体層７０と同一層からなるが圧電
体層７０と不連続な圧電体層積層部７１と、第２電極８０と同一層からなるが第２電極８
０と不連続な第２電極積層部８１と、が積層されている。また、第２電極積層部８１上に
は、保護膜２００と同一層からなるが、保護膜２００とは不連続な保護膜積層部２０３と
、リード電極９０を構成する密着層９１及び導電層９２と同一層からなるが、リード電極
９０とは不連続となるリード電極積層部９３（密着層積層部９４及び導電層積層部９５）
とが設けられている。
【００３０】
そして、これら第１電極積層部６１、圧電体層積層部７１、第２電極積層部８１、保護
膜積層部２０３、リード電極積層部９３によって積層体４００が構成されている。具体的
には、積層体４００は、第１電極積層部６１、圧電体層積層部７１、第２電極積層部８１
、保護膜積層部２０３、リード電極積層部９３が順次積層されたものであり、リード電極
積層部９３は、保護膜積層部２０３上から積層体４００の側面を覆い弾性膜５０上まで延
設されている。
【００３１】
第２接合領域Ｓ２では、流路形成基板１０上の絶縁体膜５５が除去されて、弾性膜５０
が露出されており、流路形成基板１０の弾性膜５０と保護基板３０の保護基板用保護膜３
２とが、接着剤を介して直接接合されている。すなわち、流路形成基板１０と保護基板３
０とは、２つのシリコン酸化膜である弾性膜５０及び保護基板用保護膜３２が直接接着剤
３５を介して接合されている。
【００３２】
このような第１接合領域Ｓ１及び第２接合領域Ｓ２の接合領域Ｓは、第２接合領域Ｓ２
がインク流路であるリザーバー１０５側となり、第１接合領域Ｓ１が圧電素子保持部３１
側となるように配置されている。
【００３３】
このように、接合領域Ｓに積層体４００を設けた第１接合領域Ｓ１を設けることで、積
層体４００によって、第２接合領域Ｓ２の流路形成基板１０と保護基板３０とのギャップ
を確保し、第２接合領域Ｓ２において接着剤３５の厚さを確保して、接合強度を向上する
ことができる。また、積層体４００を設けることによって、接着剤３５を第２接合領域Ｓ
２に残存させることができるため、接着剤３５が接合領域Ｓから外側の余分な領域に流出
する量を減少させることができる。これにより、余分な接着剤３５の付着による圧電素子
３００の変位低下や、接着剤の異物化によるノズル開口２１の目詰まり等の不具合を抑制
することができる。
【００３４】
また、第２接合領域Ｓ２において、シリコン酸化膜である弾性膜５０と保護基板用保護
膜３２とを接着剤３５で直接接着することによって、接合強度を向上することができる。
ちなみに、シリコン酸化膜同士の接着は、酸化ジルコニウムである絶縁体膜５５を用いた
場合よりもその強度が高く、また、その他の圧電素子３００を構成する各層や配線層に比
べても強度が高い。
【００３５】
さらに、第１接合領域Ｓ１には、積層体４００として、圧電素子３００と同一層の第１
電極積層部６１、圧電体層積層部７１及び第２電極積層部８１を積層し、その上に積層体
４００の側面を覆い流路形成基板１０上に至るまでリード電極と同一層のリード電極積層
部９３を設けるようにした。このため、積層体４００は、接着剤３５と接触する領域の略
全てがリード電極積層部９３、特に金（Ａｕ）の導電層９２と同一層の導電層積層部９５
となっている。このように金（Ａｕ）からなる導電層積層部９５と接着剤３５との接着力
は強く、接着強度を確保することができる。また、たとえインクが流路形成基板１０や保
護基板３０の接着剤３５との界面を伝って侵入したとしても、金（Ａｕ）からなる導電層
積層部９５が圧電素子保持部３１側へのインクの侵入を抑制することができると共に、導
電層積層部９５が積層体４００の層間にインクが侵入するのを抑制して層間剥離を抑制す
ることができる。
【００３６】
流路形成基板１０及び保護基板３０の連通路１３側には、これらとは別部材の封止部材
１００が設けられており、封止部材１００と流路形成基板１０及び保護基板３０との間に
、連通路１３に連通する連通部１５と、第２の流路であるリザーバー部３３とが画成され
ている。このリザーバー部３３は、本実施形態では、保護基板３０の側方に厚さ方向に亘
って延設され、上述したように流路形成基板１０の連通部１５と連通されて各圧力発生室
１２の共通のインク室となるリザーバー１０５を構成している。すなわち、本実施形態で
は、保護基板３０の側面によってリザーバー部３３の内側面が画成されていることから、
保護基板３０に第２の流路であるリザーバー部３３が形成されていることになる。
【００３７】
さらに、保護基板３０及び封止部材１００の上側には、これらを跨ぐように、封止膜４
１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。封止膜４１は
、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド
（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３３の一方面が封
止されている。また、固定板４２は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属等の硬質の材料で
形成される。この固定板４２のリザーバー１０５に対向する領域は、厚さ方向に完全に除
去された開口部４３となっているため、リザーバー１０５の一方面は可撓性を有する封止
膜４１のみで封止されている。
【００３８】
なお、このようなインクジェット式記録ヘッドは、図示しない外部インク供給手段から
インクを取り込み、リザーバー１０５からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満た
した後、図示しない駆動回路からの記録信号に従い、外部配線を介して圧力発生室１２に
対応するそれぞれの第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶
縁体膜５５、第１電極６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生
室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００３９】
以下、このような本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法について説
明する。なお、図４〜図７は、インクジェット式記録ヘッドの製造工程を説明する図であ
り、圧力発生室の長手方向の断面図である。
【００４０】
まず、図４（ａ）に示すように、シリコンウェハーである流路形成基板用ウェハー１１
０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン
膜５２を形成する。
【００４１】
次いで、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、ジルコ
ニウム（Ｚｒ）層を形成後、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化して酸化ジル
コニウム（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜５５を形成する。また、第２接合領域Ｓ２となる
領域の絶縁体膜５５を除去して弾性膜５０を露出させる。
【００４２】
次いで、図４（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜５５上に積
層することにより第１電極６０を形成後、この第１電極６０を所定形状にパターニングす
る。このとき、第１電極６０の一部を残留させて、積層体４００を構成する第１電極積層
部６１を同時に形成する。
【００４３】
次に、図４（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる
圧電体層７０と、例えば、イリジウム（Ｉｒ）からなる第２電極８０とを流路形成基板用
ウェハー１１０の全面に形成し、圧電体層７０及び第２電極８０をパターニングして、各
圧力発生室１２となる領域に圧電素子３００を形成する。このとき、同時に圧電体層７０
及び第２電極８０の一部を第１電極積層部６１上に残留させることで、圧電体層積層部７
１と第２電極積層部８１とを形成する。
【００４４】
次いで、図５（ａ）に示すように、保護膜２００を流路形成基板１０の全面に亘って形
成し、所定形状にパターニングすると共に開口部２０１及び連通孔２０２を形成する。ま
た、このとき、同時に保護膜２００の一部を第２電極積層部８１上に残留させることで、
保護膜積層部２０３を形成する。
【００４５】
次いで、図５（ｂ）に示すように、リード電極９０（密着層９１及び導電層９２）を流
路形成基板１０の全面に亘って形成すると共に圧電素子３００毎にパターニングする。こ
のとき、同時にリード電極９０の一部を第２電極積層部８１上に残留させることで、リー
ド電極積層部９３（密着層積層部９４及び導電層積層部９５）を形成して、積層体４００
を形成する。
【００４６】
次に、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０の圧電素子３００側に
、シリコンウェハーからなり複数の保護基板３０となる保護基板用ウェハー１３０を接着
剤３５を介して接合する。保護基板３０には、圧電素子保持部３１が予め形成されている
と共に、保護基板用保護膜３２が予め形成されている。この流路形成基板用ウェハー１１
０と保護基板用ウェハー１３０とを接合することにより、両者の接合領域Ｓには、積層体
４００が設けられた第１接合領域Ｓ１と、シリコン酸化膜である弾性膜５０とシリコン酸
化膜である保護基板用保護膜３２とが接着剤３５で直接接着された第２接合領域Ｓ２とが
形成される。この両者の接着時において、流路形成基板用ウェハー１１０と保護基板用ウ
ェハー１３０との接合領域Ｓの第１接合領域Ｓ１には積層体４００が設けられているため
、第２接合領域Ｓ２では、積層体４００の厚さ以上の厚さの接着剤３５を形成することが
できる。これにより、接合領域Ｓの接着剤３５を確保して、接合強度を向上することがで
きると共に、接合領域Ｓを介したインクの侵入を抑制することができる。
【００４７】
なお、保護基板用ウェハー１３０を接合することによって流路形成基板用ウェハー１１
０の剛性は著しく向上することになる。
【００４８】
次に、図６（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０を所定の厚さに薄くす
る。次いで、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０上に、例えば、窒
化シリコン（ＳｉＮ）からなるマスク膜５１を新たに形成し、所定形状にパターニングす
る。
【００４９】
そして、マスク膜５１を介して流路形成基板用ウェハー１１０をアルカリ性のエッチン
グ溶液により異方性エッチングすることにより、図６（ｃ）に示すように、流路形成基板
用ウェハー１１０に圧力発生室１２、連通路１３、インク供給路１４等を形成する。
【００５０】
次に、流路形成基板用ウェハー１１０及び保護基板用ウェハー１３０を図７（ａ）に示
すような一つのヘッドチップのサイズに分割する（流路形成基板１０及び保護基板３０と
なる）。このとき、連通部１５及びリザーバー部３３を画成する隔壁の一方側は、流路形
成基板用ウェハー１１０及び保護基板用ウェハー１３０から切り出す必要がないので、ヘ
ッドチップの取り数を１０〜２０％程度は増大することができる。
【００５１】
次いで、図７（ｂ）に示すように、各ヘッドチップに対応する流路形成基板１０及び保
護基板３０にノズルプレート２０及び封止部材１００を接着して固定し、さらに、保護基
板３０と封止部材１００とを跨ぐようにコンプライアンス基板４０を接合してリザーバー
部３３の上側を封止することにより、上述した連通部１５及びリザーバー部３３を封止し
、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。
【００５２】
このように、本実施形態では、連通部１５及びリザーバー部３３の一部を封止する封止
部材１００をウェハーから形成する流路形成基板１０及び保護基板３０とは別部材として
、ヘッドチップ毎に分割した後、接着するようにしたので、ウェハーでの取り数が増大し
、低コスト化を図ることができる。
【００５３】
また、封止部材１００は、連通部１５及びリザーバー部３３を封止するための部材とし
てもよいが、ヘッドチップを固定するケースヘッドに一体的に設けられたものとするのが
好ましい。これによれば、ヘッドチップをケースヘッドに固定する工程で、連通部１５及
びリザーバー部３３を封止することができ、工程数を省くことができる。
【００５４】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに
限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、流路形成基板１０と保護基
板３０との接着領域の内、圧電素子保持部３１とリザーバー１０５との間の接合領域Ｓに
積層体４００を設けるようにしたが、積層体４００は、少なくともインク流路であるリザ
ーバー１０５側に設けられていればよく、圧電素子保持部３１の周囲に亘る全ての接着領
域に亘って積層体４００を設けるようにしてもよい。
【００５５】
また、上述した実施形態１では、保護基板３０と封止部材１００とが別部材となったイ
ンクジェット式記録ヘッドＩを例示したが、特にこれに限定されず、保護基板３０と封止
部材１００とが一体のインクジェット式記録ヘッドであっても本発明を適用することで同
様の効果を奏することができる。
【００５６】
さらに、上述した実施形態１のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等
と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット
式記録装置に搭載される。図８は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図で
ある。
【００５７】
図８に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有するインクジェット式記録ヘッド
ユニット（液体噴射ヘッドユニット）１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカート
リッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、このインクジェット式記録ヘッドユニット１
Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸
方向移動自在に設けられている。このインクジェット式記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂ
は、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとし
ている。
【００５８】
そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を
介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキ
ャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５
に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙
等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになって
いる。
【００５９】
なお、図８に示す例では、インクジェット式記録ヘッドユニット１Ａ、１Ｂは、それぞ
れ１つのインクジェット式記録ヘッドＩを有するものとしたが、特にこれに限定されず、
例えば、１つのインクジェット式記録ヘッドユニット１Ａ又は１Ｂが２以上のインクジェ
ット式記録ヘッドＩを有するようにしてもよい。
【００６０】
また、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、
本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射す
る液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例
えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等
のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ
（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉ
ｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【符号の説明】
【００６１】
Ｉ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射へッド）、 ＩＩ インクジェット式記録
装置（液体噴射装置）、 Ｓ 接合領域、 Ｓ１ 第１接合領域、 Ｓ２ 第２接合領域
、 １０ 流路形成基板（第１の基板）、 １２ 圧力発生室（第１の流路）、 １３
連通路、 １４ インク供給路、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ３０
保護基板（第２の基板）、 ３２ 保護基板用保護膜（シリコン酸化膜）、 ３３ リ
ザーバー部（第２の流路）、 ３５ 接着剤、 ５０ 弾性膜（シリコン酸化膜）、 ６
０ 第１電極、 ７０ 圧電体層、 ８０ 第２電極、 １００ 封止部材、 １０５
リザーバー、 １１０ 流路形成基板用ウェハー、 １３０ 保護基板用ウェハー、 ２
００ 保護膜、 ３００ 圧電素子、 ４００ 積層体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射へッド、液体噴射ヘッドユニット及
び液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連
通する圧力発生室とこの圧力発生室の長手方向一端部側に圧力発生室の短手方向に亘って
設けられて各圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、この流路形成
基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接着剤を介し
て接合されて、連通部と共にリザーバーの一部を構成するリザーバー部を有するリザーバ
ー形成基板（保護基板）とを具備するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１９２４３号公報（第３〜５図、第６〜８頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、流路形成基板と保護基板とを接着する際の押圧力によって、接着剤が薄
くなり、接合領域の接着剤不足から接着強度が低下すると共に、接合領域の接着剤不足か
ら接合領域を介してインクが侵入し、圧電素子等の圧力発生手段が破壊されてしまうとい
う問題がある。
【０００５】
また、接合領域から押圧力によってはみ出した接着剤が圧電素子等の圧力発生手段に付
着して、圧力発生手段の変形を阻害する要因となると共に、はみ出した接着剤が異物とな
ってノズル開口の目詰まり等の不具合が発生してしまうという問題がある。
【０００６】
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体
を噴射する液体噴射へッドにおいても同様に存在する。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、接着力を向上すると共に、液体の侵入による破壊や接
着剤が異物となるのを抑制することができる液体噴射へッド、液体噴射ヘッドユニット及
び液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する第１の流路
が形成された基板の一方面にシリコン酸化膜を形成し、当該シリコン酸化膜側に圧電素子
が形成された第１の基板と、前記第１の流路に連通する第２の流路を有すると共に、一方
面にシリコン酸化膜が形成された第２の基板と、を有し、前記第１の基板と前記第２の基
板とが、それぞれ前記シリコン酸化膜側が互いに接着剤を介して接合された接合領域を有
し、前記接合領域には、前記シリコン酸化膜同士が互いに接着剤を介して接合された第１
接合領域と、前記第１の基板の前記シリコン酸化膜側に設けられて、前記圧電素子及び当
該圧電素子に接続された配線と同じ層構造であって、少なくとも前記圧電素子及び前記配
線とは電気的に接続されていない積層体が設けられた第２接合領域と、を具備することを
特徴とする液体噴射へッドにある。
かかる態様では、積層体を設けることによって、第２接合領域の接着剤の厚さを確保す
ることができ、接合強度を向上すると共に、接合領域を介した液体の侵入を抑制すること
ができる。
【０００９】
ここで、前記積層体は、側面が前記配線と同じ層構造で覆われていることが好ましい。
これによれば、積層体の側面を配線と同じ層構造で覆うことで、接着剤と基板との界面に
配線が設けられることとなり、配線によって液体の侵入を抑制して、積層体の層間剥離を
抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射へッドを２以上有することを特徴とす
る液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる態様では、耐久性及び信頼性を向上した液体噴射ヘッドユニットを実現できる。
【００１１】
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射へッドを具備することを特徴とする
液体噴射装置にある。
かかる態様では、耐久性及び信頼性を向上した液体噴射装置を実現できる。
【００１２】
ここで、前記液体噴射へッドを２以上有することが好ましい。これによれば、異なる液
体を噴射する液体噴射装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部拡大断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図８】一実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例を示す分解斜視図であり、図
２は、図１の平面図及び断面図である。図示するように、本実施形態の第１の基板である
流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により
形成した二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、
第１の流路である圧力発生室１２がその幅方向に複数並設されている。また、流路形成基
板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には、インク供給路１４と連通路１３とが
隔壁によって区画されている。
【００１５】
このような流路形成基板１０は、シリコンウェハーである流路形成基板用ウェハーに複
数個が一体的に形成され、詳しくは後述するが、この流路形成基板用ウェハーに圧力発生
室１２等を形成した後、この流路形成基板用ウェハーを分割することによって形成される
。
【００１６】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反
対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱
溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、ガラスセラミッ
クス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
【００１７】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように弾性膜５
０が形成され、この弾性膜５０上には、例えば、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５
が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、第１電極６０と圧電体層７０と第
２電極８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。
なお、本実施形態では、シリコン酸化膜である弾性膜５０上に絶縁体膜５５を介して圧電
素子３００が形成されているが、シリコン酸化膜側に圧電素子３００が形成されていると
は、シリコン酸化膜の直上に圧電素子が形成されたものも、また、シリコン酸化膜上に他
の膜（本実施形態では絶縁体膜５５）が形成され、他の膜上に圧電素子３００が形成され
たものも含むものである。ここで、圧電素子３００は、第１電極６０、圧電体層７０及び
第２電極８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通
電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成す
る。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成さ
れ、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部３２０という。本
実施形態では、第１電極６０は圧電素子３００の共通電極とし、第２電極８０を圧電素子
３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。
何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部３２０が形成されていることにな
る。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振
動板とを合わせて圧電アクチュエーターと称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、
絶縁体膜５５及び第１電極６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるもので
はなく、例えば、弾性膜５０及び 絶縁体膜５５を設けずに、第１電極６０のみが振動板
として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねる
ようにしてもよい。
【００１８】
また、圧電素子３００は、耐湿性を有する絶縁材料からなる保護膜２００によって覆わ
れている。本実施形態では、保護膜２００を圧電体層７０の側面と第２電極８０の側面及
び上面の周縁部を覆い、且つ複数の圧電素子３００に亘って連続して設けるようにした。
すなわち、第２電極８０の上面の略中心領域である主要部は、保護膜２００が設けられて
おらず、第２電極８０の上面の主要部を開口する開口部２０１が設けられている。
【００１９】
開口部２０１は、保護膜２００を厚さ方向に貫通して圧電素子３００の長手方向に沿っ
て矩形状に開口するものであり、例えば、流路形成基板１０上の全面に亘って保護膜２０
０を形成した後、選択的にパターニングすることで形成することができる。
【００２０】
このように圧電素子３００を保護膜２００で覆うことにより、大気中の水分等に起因す
る圧電素子３００の破壊を防止することができる。ここで、このような保護膜２００の材
料としては、耐湿性を有する材料であればよいが、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、
酸化タンタル（ＴａＯｘ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）等の無機絶縁材料、または、
ポリイミド（ＰＩ）等の有機絶縁材料を用いることができる。
【００２１】
また、保護膜２００に開口部２０１を設けることにより、保護膜２００が圧電素子３０
０の変位を阻害することなく、インク吐出特性を良好に保持することができる。
【００２２】
なお、保護膜２００は、圧電素子３００の少なくとも圧電体層７０の表面を覆うように
設ければよく、各圧電素子３００毎に保護膜を設け、複数の圧電素子３００に亘って不連
続となるようにしてもよい。
【００２３】
この保護膜２００上には、リード電極９０が設けられている。リード電極９０は、本実
施形態では、例えば、保護膜２００上に設けられたニッケル−クロムからなる密着層９１
と、密着層９１上に設けられて金（Ａｕ）等からなる導電層９２とを有する。このような
リード電極９０は、保護膜２００に設けられた連通孔２０２を介して一端部が第２電極８
０に接続されると共に、他端部が流路形成基板１０のインク供給路１４とは反対側まで延
設され、延設された先端部が、後述する圧電素子３００を駆動する駆動回路１２０と接続
配線１２１を介して接続されている。
【００２４】
また、流路形成基板１０上の圧電素子３００側の面には、圧電素子３００に相対向する
領域に、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３１が設
けられた第２の基板である保護基板３０が接着剤３５を介して接着されている。なお、圧
電素子保持部３１は、圧電素子３００の運動を損害しない程度の空間を有していればよく
、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。
【００２５】
また、保護基板３０の圧電素子保持部３１は、リード電極９０の端部を露出する大きさ
で設けられており、保護基板３０から露出されたリード電極９０の端部が配線１２１を介
して駆動回路１２０と接続される。なお、保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス
、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同
一の材料で形成されていることがより好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同
一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００２６】
また、保護基板３０の表面には、シリコン単結晶基板を熱酸化することにより形成され
た二酸化シリコンからなる保護基板用保護膜３２が設けられている。この保護基板用保護
膜３２は、保護基板３０に圧電素子保持部３１を異方性エッチングで形成する際のマスク
としても使用することができる。
【００２７】
このような保護基板３０は、流路形成基板１０の圧電素子３００側の面に接着剤３５を
介して接合されている。
【００２８】
ここで、図３に示すように、保護基板３０と流路形成基板１０との接合領域の内、後述
するインク流路が設けられた連通路１３側の接合領域Ｓには、流路形成基板１０上に設け
られて圧電素子３００及び圧電素子３００に接続された配線（本実施形態ではリード電極
９０）と同じ層構造を有するが圧電素子３００とは電気的に接続されていない積層体４０
０が設けられた第１接合領域Ｓ１と、二酸化シリコンからなる弾性膜５０と、保護基板用
保護膜３２とが接着剤３５によって直接接着された第２接合領域Ｓ２とを有する。
【００２９】
すなわち、流路形成基板１０上の接合領域Ｓ１には、第１電極６０と同一層からなるが
、第１電極６０と不連続な第１電極積層部６１と、圧電体層７０と同一層からなるが圧電
体層７０と不連続な圧電体層積層部７１と、第２電極８０と同一層からなるが第２電極８
０と不連続な第２電極積層部８１と、が積層されている。また、第２電極積層部８１上に
は、保護膜２００と同一層からなるが、保護膜２００とは不連続な保護膜積層部２０３と
、リード電極９０を構成する密着層９１及び導電層９２と同一層からなるが、リード電極
９０とは不連続となるリード電極積層部９３（密着層積層部９４及び導電層積層部９５）
とが設けられている。
【００３０】
そして、これら第１電極積層部６１、圧電体層積層部７１、第２電極積層部８１、保護
膜積層部２０３、リード電極積層部９３によって積層体４００が構成されている。具体的
には、積層体４００は、第１電極積層部６１、圧電体層積層部７１、第２電極積層部８１
、保護膜積層部２０３、リード電極積層部９３が順次積層されたものであり、リード電極
積層部９３は、保護膜積層部２０３上から積層体４００の側面を覆い弾性膜５０上まで延
設されている。
【００３１】
第２接合領域Ｓ２では、流路形成基板１０上の絶縁体膜５５が除去されて、弾性膜５０
が露出されており、流路形成基板１０の弾性膜５０と保護基板３０の保護基板用保護膜３
２とが、接着剤を介して直接接合されている。すなわち、流路形成基板１０と保護基板３
０とは、２つのシリコン酸化膜である弾性膜５０及び保護基板用保護膜３２が直接接着剤
３５を介して接合されている。
【００３２】
このような第１接合領域Ｓ１及び第２接合領域Ｓ２の接合領域Ｓは、第２接合領域Ｓ２
がインク流路であるリザーバー１０５側となり、第１接合領域Ｓ１が圧電素子保持部３１
側となるように配置されている。
【００３３】
このように、接合領域Ｓに積層体４００を設けた第１接合領域Ｓ１を設けることで、積
層体４００によって、第２接合領域Ｓ２の流路形成基板１０と保護基板３０とのギャップ
を確保し、第２接合領域Ｓ２において接着剤３５の厚さを確保して、接合強度を向上する
ことができる。また、積層体４００を設けることによって、接着剤３５を第２接合領域Ｓ
２に残存させることができるため、接着剤３５が接合領域Ｓから外側の余分な領域に流出
する量を減少させることができる。これにより、余分な接着剤３５の付着による圧電素子
３００の変位低下や、接着剤の異物化によるノズル開口２１の目詰まり等の不具合を抑制
することができる。
【００３４】
また、第２接合領域Ｓ２において、シリコン酸化膜である弾性膜５０と保護基板用保護
膜３２とを接着剤３５で直接接着することによって、接合強度を向上することができる。
ちなみに、シリコン酸化膜同士の接着は、酸化ジルコニウムである絶縁体膜５５を用いた
場合よりもその強度が高く、また、その他の圧電素子３００を構成する各層や配線層に比
べても強度が高い。
【００３５】
さらに、第１接合領域Ｓ１には、積層体４００として、圧電素子３００と同一層の第１
電極積層部６１、圧電体層積層部７１及び第２電極積層部８１を積層し、その上に積層体
４００の側面を覆い流路形成基板１０上に至るまでリード電極と同一層のリード電極積層
部９３を設けるようにした。このため、積層体４００は、接着剤３５と接触する領域の略
全てがリード電極積層部９３、特に金（Ａｕ）の導電層９２と同一層の導電層積層部９５
となっている。このように金（Ａｕ）からなる導電層積層部９５と接着剤３５との接着力
は強く、接着強度を確保することができる。また、たとえインクが流路形成基板１０や保
護基板３０の接着剤３５との界面を伝って侵入したとしても、金（Ａｕ）からなる導電層
積層部９５が圧電素子保持部３１側へのインクの侵入を抑制することができると共に、導
電層積層部９５が積層体４００の層間にインクが侵入するのを抑制して層間剥離を抑制す
ることができる。
【００３６】
流路形成基板１０及び保護基板３０の連通路１３側には、これらとは別部材の封止部材
１００が設けられており、封止部材１００と流路形成基板１０及び保護基板３０との間に
、連通路１３に連通する連通部１５と、第２の流路であるリザーバー部３３とが画成され
ている。このリザーバー部３３は、本実施形態では、保護基板３０の側方に厚さ方向に亘
って延設され、上述したように流路形成基板１０の連通部１５と連通されて各圧力発生室
１２の共通のインク室となるリザーバー１０５を構成している。すなわち、本実施形態で
は、保護基板３０の側面によってリザーバー部３３の内側面が画成されていることから、
保護基板３０に第２の流路であるリザーバー部３３が形成されていることになる。
【００３７】
さらに、保護基板３０及び封止部材１００の上側には、これらを跨ぐように、封止膜４
１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。封止膜４１は
、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド
（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３３の一方面が封
止されている。また、固定板４２は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属等の硬質の材料で
形成される。この固定板４２のリザーバー１０５に対向する領域は、厚さ方向に完全に除
去された開口部４３となっているため、リザーバー１０５の一方面は可撓性を有する封止
膜４１のみで封止されている。
【００３８】
なお、このようなインクジェット式記録ヘッドは、図示しない外部インク供給手段から
インクを取り込み、リザーバー１０５からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満た
した後、図示しない駆動回路からの記録信号に従い、外部配線を介して圧力発生室１２に
対応するそれぞれの第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶
縁体膜５５、第１電極６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生
室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００３９】
以下、このような本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法について説
明する。なお、図４〜図７は、インクジェット式記録ヘッドの製造工程を説明する図であ
り、圧力発生室の長手方向の断面図である。
【００４０】
まず、図４（ａ）に示すように、シリコンウェハーである流路形成基板用ウェハー１１
０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン
膜５２を形成する。
【００４１】
次いで、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）上に、ジルコ
ニウム（Ｚｒ）層を形成後、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化して酸化ジル
コニウム（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜５５を形成する。また、第２接合領域Ｓ２となる
領域の絶縁体膜５５を除去して弾性膜５０を露出させる。
【００４２】
次いで、図４（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜５５上に積
層することにより第１電極６０を形成後、この第１電極６０を所定形状にパターニングす
る。このとき、第１電極６０の一部を残留させて、積層体４００を構成する第１電極積層
部６１を同時に形成する。
【００４３】
次に、図４（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる
圧電体層７０と、例えば、イリジウム（Ｉｒ）からなる第２電極８０とを流路形成基板用
ウェハー１１０の全面に形成し、圧電体層７０及び第２電極８０をパターニングして、各
圧力発生室１２となる領域に圧電素子３００を形成する。このとき、同時に圧電体層７０
及び第２電極８０の一部を第１電極積層部６１上に残留させることで、圧電体層積層部７
１と第２電極積層部８１とを形成する。
【００４４】
次いで、図５（ａ）に示すように、保護膜２００を流路形成基板１０の全面に亘って形
成し、所定形状にパターニングすると共に開口部２０１及び連通孔２０２を形成する。ま
た、このとき、同時に保護膜２００の一部を第２電極積層部８１上に残留させることで、
保護膜積層部２０３を形成する。
【００４５】
次いで、図５（ｂ）に示すように、リード電極９０（密着層９１及び導電層９２）を流
路形成基板１０の全面に亘って形成すると共に圧電素子３００毎にパターニングする。こ
のとき、同時にリード電極９０の一部を第２電極積層部８１上に残留させることで、リー
ド電極積層部９３（密着層積層部９４及び導電層積層部９５）を形成して、積層体４００
を形成する。
【００４６】
次に、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０の圧電素子３００側に
、シリコンウェハーからなり複数の保護基板３０となる保護基板用ウェハー１３０を接着
剤３５を介して接合する。保護基板３０には、圧電素子保持部３１が予め形成されている
と共に、保護基板用保護膜３２が予め形成されている。この流路形成基板用ウェハー１１
０と保護基板用ウェハー１３０とを接合することにより、両者の接合領域Ｓには、積層体
４００が設けられた第１接合領域Ｓ１と、シリコン酸化膜である弾性膜５０とシリコン酸
化膜である保護基板用保護膜３２とが接着剤３５で直接接着された第２接合領域Ｓ２とが
形成される。この両者の接着時において、流路形成基板用ウェハー１１０と保護基板用ウ
ェハー１３０との接合領域Ｓの第１接合領域Ｓ１には積層体４００が設けられているため
、第２接合領域Ｓ２では、積層体４００の厚さ以上の厚さの接着剤３５を形成することが
できる。これにより、接合領域Ｓの接着剤３５を確保して、接合強度を向上することがで
きると共に、接合領域Ｓを介したインクの侵入を抑制することができる。
【００４７】
なお、保護基板用ウェハー１３０を接合することによって流路形成基板用ウェハー１１
０の剛性は著しく向上することになる。
【００４８】
次に、図６（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０を所定の厚さに薄くす
る。次いで、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０上に、例えば、窒
化シリコン（ＳｉＮ）からなるマスク膜５１を新たに形成し、所定形状にパターニングす
る。
【００４９】
そして、マスク膜５１を介して流路形成基板用ウェハー１１０をアルカリ性のエッチン
グ溶液により異方性エッチングすることにより、図６（ｃ）に示すように、流路形成基板
用ウェハー１１０に圧力発生室１２、連通路１３、インク供給路１４等を形成する。
【００５０】
次に、流路形成基板用ウェハー１１０及び保護基板用ウェハー１３０を図７（ａ）に示
すような一つのヘッドチップのサイズに分割する（流路形成基板１０及び保護基板３０と
なる）。このとき、連通部１５及びリザーバー部３３を画成する隔壁の一方側は、流路形
成基板用ウェハー１１０及び保護基板用ウェハー１３０から切り出す必要がないので、ヘ
ッドチップの取り数を１０〜２０％程度は増大することができる。
【００５１】
次いで、図７（ｂ）に示すように、各ヘッドチップに対応する流路形成基板１０及び保
護基板３０にノズルプレート２０及び封止部材１００を接着して固定し、さらに、保護基
板３０と封止部材１００とを跨ぐようにコンプライアンス基板４０を接合してリザーバー
部３３の上側を封止することにより、上述した連通部１５及びリザーバー部３３を封止し
、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。
【００５２】
このように、本実施形態では、連通部１５及びリザーバー部３３の一部を封止する封止
部材１００をウェハーから形成する流路形成基板１０及び保護基板３０とは別部材として
、ヘッドチップ毎に分割した後、接着するようにしたので、ウェハーでの取り数が増大し
、低コスト化を図ることができる。
【００５３】
また、封止部材１００は、連通部１５及びリザーバー部３３を封止するための部材とし
てもよいが、ヘッドチップを固定するケースヘッドに一体的に設けられたものとするのが
好ましい。これによれば、ヘッドチップをケースヘッドに固定する工程で、連通部１５及
びリザーバー部３３を封止することができ、工程数を省くことができる。
【００５４】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに
限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、流路形成基板１０と保護基
板３０との接着領域の内、圧電素子保持部３１とリザーバー１０５との間の接合領域Ｓに
積層体４００を設けるようにしたが、積層体４００は、少なくともインク流路であるリザ
ーバー１０５側に設けられていればよく、圧電素子保持部３１の周囲に亘る全ての接着領
域に亘って積層体４００を設けるようにしてもよい。
【００５５】
また、上述した実施形態１では、保護基板３０と封止部材１００とが別部材となったイ
ンクジェット式記録ヘッドＩを例示したが、特にこれに限定されず、保護基板３０と封止
部材１００とが一体のインクジェット式記録ヘッドであっても本発明を適用することで同
様の効果を奏することができる。
【００５６】
さらに、上述した実施形態１のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等
と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット
式記録装置に搭載される。図８は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図で
ある。
【００５７】
図８に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有するインクジェット式記録ヘッド
ユニット（液体噴射ヘッドユニット）１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカート
リッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、このインクジェット式記録ヘッドユニット１
Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸
方向移動自在に設けられている。このインクジェット式記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂ
は、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとし
ている。
【００５８】
そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を
介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキ
ャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５
に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙
等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになって
いる。
【００５９】
なお、図８に示す例では、インクジェット式記録ヘッドユニット１Ａ、１Ｂは、それぞ
れ１つのインクジェット式記録ヘッドＩを有するものとしたが、特にこれに限定されず、
例えば、１つのインクジェット式記録ヘッドユニット１Ａ又は１Ｂが２以上のインクジェ
ット式記録ヘッドＩを有するようにしてもよい。
【００６０】
また、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、
本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射す
る液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例
えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等
のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ
（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉ
ｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【符号の説明】
【００６１】
Ｉ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射へッド）、 ＩＩ インクジェット式記録
装置（液体噴射装置）、 Ｓ 接合領域、 Ｓ１ 第１接合領域、 Ｓ２ 第２接合領域
、 １０ 流路形成基板（第１の基板）、 １２ 圧力発生室（第１の流路）、 １３
連通路、 １４ インク供給路、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ３０
保護基板（第２の基板）、 ３２ 保護基板用保護膜（シリコン酸化膜）、 ３３ リ
ザーバー部（第２の流路）、 ３５ 接着剤、 ５０ 弾性膜（シリコン酸化膜）、 ６
０ 第１電極、 ７０ 圧電体層、 ８０ 第２電極、 １００ 封止部材、 １０５
リザーバー、 １１０ 流路形成基板用ウェハー、 １３０ 保護基板用ウェハー、 ２
００ 保護膜、 ３００ 圧電素子、 ４００ 積層体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する第１の流路が形成された基板の一方面にシリコン
酸化膜を形成し、当該シリコン酸化膜側に圧電素子が形成された第１の基板と、
前記第１の流路に連通する第２の流路を有すると共に、一方面にシリコン酸化膜が形成
された第２の基板と、を有し、
前記第１の基板と前記第２の基板とが、それぞれ前記シリコン酸化膜側が互いに接着剤
を介して接合された接合領域を有し、
前記接合領域には、前記シリコン酸化膜同士が互いに接着剤を介して接合された第１接
合領域と、前記第１の基板の前記シリコン酸化膜側に設けられて、前記圧電素子及び当該
圧電素子に接続された配線と同じ層構造であって、少なくとも前記圧電素子及び前記配線
とは電気的に接続されていない積層体が設けられた第２接合領域と、を具備することを特
徴とする液体噴射へッド。
【請求項２】
前記積層体は、側面が前記配線と同じ層構造で覆われていることを特徴とする請求項１
記載の液体噴射へッド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液体噴射へッドを２以上有することを特徴とする液体噴射ヘッ
ドユニット。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の液体噴射へッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項５】
前記液体噴射へッドを２以上有することを特徴とする請求項４記載の液体噴射装置。
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する第１の流路が形成された基板の一方面にシリコン
酸化膜を形成し、当該シリコン酸化膜側に圧電素子が形成された第１の基板と、
前記第１の流路に連通する第２の流路を有すると共に、一方面にシリコン酸化膜が形成
された第２の基板と、を有し、
前記第１の基板と前記第２の基板とが、それぞれ前記シリコン酸化膜側が互いに接着剤
を介して接合された接合領域を有し、
前記接合領域には、前記シリコン酸化膜同士が互いに接着剤を介して接合された第１接
合領域と、前記第１の基板の前記シリコン酸化膜側に設けられて、前記圧電素子及び当該
圧電素子に接続された配線と同じ層構造であって、少なくとも前記圧電素子及び前記配線
とは電気的に接続されていない積層体が設けられた第２接合領域と、を具備することを特
徴とする液体噴射へッド。
【請求項２】
前記積層体は、側面が前記配線と同じ層構造で覆われていることを特徴とする請求項１
記載の液体噴射へッド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液体噴射へッドを２以上有することを特徴とする液体噴射ヘッ
ドユニット。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の液体噴射へッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項５】
前記液体噴射へッドを２以上有することを特徴とする請求項４記載の液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１４８２４９（Ｐ２０１１−１４８２４９Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２８９１（Ｐ２０１０−１２８９１）
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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